在当前军事航空领域,发展变循环技术,已经成为航空发动机研究领域的重要组成部分,是目前航空发动机的主流研究方向。本文以双外涵道变循环发动机部件级模型为基础开展了变循环发动机直接推力调节计划及多变量控制技术的研究,具体内容包括:研究基于自适应模型的推力估计方法。采用一种能够快速收敛的混合Newton-Steffensen-逆Broyden方法,求解发动机数学模型共同工作方程组,提高部件级模型的实时性。采用无迹卡尔曼滤波对发动机健康参数进行估计,建立自适应模型,实现推力准确估计。研究了变循环发动机推力指令优化方法。基于自组织迁移算法,选择部分粒子进行迁移,并基于步数修正迁移步长,通过多组测试函数的数值仿真,验证改进策略的有效性。在地面工作点将改进自组织迁移算法用于推力指令优化,获得各推力等级的控制计划,形成推力指令模型。研究了变循环发动机分块解耦控制方法,提出改进NS-SOMA的多目标优化解耦控制方法,并仿真对比了不分块的控制效果。结果表明分块解耦控制方法能够降低回路之间的耦合,不分块综合解耦控制方法更能够发挥多变量控制系统的性能效益。开展了变循环发动机直接推力控制器设计,对输出选择和控制结构分析,采用增广LQR方法对三输入三输出推力控制器设计,并进行仿真验证。最后研究了双涵道变循环发动机的模态切换控制,并进行双向切换仿真验证,结果表明变循环发动机在切换过程中可以稳定工作。